随着全球能源危机和环境问题的日益突显,太阳能作为一种丰富的可再生能源,具有独特的优势和巨大的开发潜力。硅片切割是制备太阳能电池的必要工序之一,在切割过程中,会产生大量以硅、碳化硅为主的切割废料。因此,多晶硅切割废料的回收与利用对提高经济效益、减少环境污染、间接降低光伏能源成本具有重要的意义。本文以锦州阳光新能源有限公司提供的太阳能级多晶硅切割废料为研究对象,主要研究内容和研究结果如下：(1)切割废料的物性研究：经预处理后的太阳能级多晶硅切割废料中主要成分是硅、碳化硅、二氧化硅和氧化铁四种物质,碳化硅含量63.90%,硅含量11.80%,二氧化硅含量19.13%,其他杂质总量5.17%,其中杂质铁的含量为3.7710%,磷的含量为0.0129%。(2)切割废料的净化处理研究：应用超声波酸浸技术,对预处理后的太阳能多晶硅切割废料进行净化处理,确定超声酸浸的优化工艺参数为：以盐酸与氢氟酸的混合酸液为浸出剂,酸浸时间60min,酸浸温度50℃C,酸浸液固比4：1,超声波功率240W,超声波频率45kHz。经超声酸浸后碳化硅含量76.36%、硅含量15.74%,二氧化硅含量7.24%,杂质总量的浸出率达到98.84%,其中铁的浸出率达到99.81%,磷的浸出率达到89.81%,为后续冶炼高纯硅提供优质原料。(3)团块的制备及其物理性能的研究：根据矿热炉冶炼的工艺特点,以羟丙基甲基纤维素作为粘结剂,将净化处理后的切割废料与高纯石英砂进行制团。确定制团优化工艺条件：制团压力30MPa,粘结剂添加量1.5%,配水量13%,该条件下团块的孔隙率14.36%,抗压强度17.58MPa。在不同焙烧时间、温度下对团块进行焙烧,结果表明团块的抗压强度和孔隙率随温度和时间的增加而增加。(4)矿热炉的冶炼：第一次冶炼采用未净化的原料,制得纯度为96.37%的硅,第二次冶炼采用净化后的原料,制得纯度为99.82%的硅,超过国家A级工业硅的标准。两次冶炼相比,其中铁的含量降低了98.77%,铝的含量降低了86.85%,钙的含量降低了94.84%,磷的含量降低了76.92%。证明对原料进行超声酸浸可以有效提高熔炼产物的纯度。本研究用净化处理后的太阳能多晶硅切割废料和高纯石英砂成功制得高纯硅,证明用粉体原料制备硅的可行性,为用高纯粉体原料电热冶金法制备太阳能级多晶硅奠定了基础。